Испытание щебня (гравия).

3.1.1. Определение зернового состава щебня (гравия).

Теоретическая часть.

Зерновой состав щебня в значительной мере влияет на качество приготовленного на нем бетона. При выборе зернового состава крупного заполнителя необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а, следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной марки.

Для определения зернового состава используют метод ситового анализа.

Зерновой состав щебня (гравия) характеризуется частными и полными остатками на ситах № 70, 40, 20, 10, 5 и проходом через сито № 5, а также наибольшим диаметром зерен щебня Д_НБ.

Частным остатком называется количество материала на каждом сите, выраженное в килограммах или в процентах:

(3.1)

где – частный остаток, %;

– частный остаток, кг;

– навеска материала, кг.

Полным остатком называется сумма частного остатка на данном сите и частных остатков на ситах с большими размерами отверстий.

(3.2)

Проход (3.3)

где А_i – полный остаток на данном сите, %;

а₀ + … + а_i – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %.

Фракцией называется остаток на данном сите, прошедший через сито предыдущего номера.

У щебня существуют фракции 40-70, 20-40, 10-20, 5-10 мм. Зерновой состав щебня должен соответствовать требованиям ГОСТ, т.е. кривая полных остатков должна лежать в зоне оптимального зернового состава.

По полным остаткам устанавливают наибольшую и наименьшую крупность зерен щебня (гравия). За наибольшую крупность зерен (Д) принимают размер отверстий того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 10%, а за наименьшую крупность (d) – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 90 %. Кроме того, вычисляют 0,5(Д+d) и 1,25Д.

Приборы и материалы.

1. Навеска щебня (гравия) в соответствии с наибольшей крупностью.

2. Набор стандартных сит с размерами отверстий сит 70, 40, 20, 10 и 5 мм.

3. Весы торговые с разновесами.

Методика выполнения работы.

1. Устанавливаем наибольшую крупность щебня (гравия) Д и выбираем навеску щебня в зависимости от Д.

1. Рассеиваем навеску на стандартной колонке сит.

2. Определяем частные остатки на ситах путем их взвешивания.

3. Подсчитываем полные остатки на ситах.

4. Устанавливаем наименьшую и наибольшую крупность зерен щебня, т.е d и Д.

5. Результаты испытаний записываем в табл. 3.1.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.1.

Зерновой состав щебня (гравия).

Расчетная часть.

1. Данные расчета номеров контрольных сит заносим в таблицу 3.2:

Таблица 3.2

Примечание: номера контрольных сит 0,5(D+d) и 1,25 D принимаются по ближайшим стандартным размерам сит.

2. Строим зону оптимального зернового состава по пределам ГОСТ (рис.1).

3. Наносим полученный зерновой состав в полных остатках на рис. 1.

Рис.1. Область зернового состава щебня.

Вывод. Делается вывод о соответствии зернового состава испытываемого щебня требованиям ГОСТ 8267-93 (прил. 2).

3.1.2. Определение содержания в щебне (гравии) пластинчатых и игловатых

зерен.

Теоретическая часть.

Пластинчатыми (лещадными) считают такие зерна, которые по толщине имеют размер меньше любого наименьшего размера более, чем в 3 раза.

Игловатыми считают такие зерна, которые по вытянутой оси имеют размер, превышающий любой наибольший размер зерна более, чем в 3 раза.

Пластинчатые и игловатые зерна нарушают структуру бетона и создают в нем пространства, неравномерно заполненные цементным раствором. Такая структура бетона приводит к появлению микротрещин, которые в свою очередь снижают прочность бетона.

Содержание в каждой фракции пластинчатых и игловатых зерен вычисляют с точностью до 1 %.

(3.4)

где m₁ – частный остаток на данном сите, кг;

m₂ – масса зерен пластинчатой и игловатой формы, кг.

Приборы и материалы.

1. Набор стандартных сит с размером отверстий 70, 40, 20, 10, 5 мм.

2. Весы торговые с разновесами.

3. Материал – щебень (гравий).

Методика выполнения работы.

1. Для определения содержания пластинчатых и игловатых зерен берем остатки на ситах, полученные при определении зернового состава щебня (гравия). При этом от фракции 5-10 – 0,25 кг, 10-20 – 1 кг, 20-40 – 5 кг, 40-70 – 15 кг.

2. Рассыпав отобранный заполнитель на листе чистой бумаги, выбирают визуально от общей массы зерна пластинчатой и игловатой формы.

3. Взвешивают зерна пластинчатой и игловатой формы.

4. По формуле подсчитывают содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в %.

Содержание этих зерен определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний каждой фракции.

Если на фракциях 40-70 мм и 20-40 мм нет остатков или они очень малы, тогда за основу берут фракцию 10-20 мм, определяют на ней содержание игловатых зерен и принимают за результат испытаний.

5. Результаты испытаний заносят в табл. 3.3.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.3.

Расчетная часть.

Общее количество игловатых и пластинчатых зерен подсчитывают:

(3.5)

где – количество фракций.

Заключение.

3.1.3. Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии

в цилиндре.

Теоретическая часть.

Прочность щебня (гравия) оценивают косвенным показателем дробимости при сжатии в цилиндре. По показателю дробимости устанавливают марку щебня (гравия) по прочности.

Дробимость определяют по формуле:

Др = ^. 100% (3.6)

где – масса навески щебня (гравия) до испытания, кг;

– остаток на сите после просеивания раздробленного в цилиндре щебня (гравия),

кг.

Приборы и материалы.

1. Стальной цилиндр d = 75 или 150 мм.

2. Набор стандартных сит.

3. Весы торговые с разновесами.

4. Щебень (гравий).

Методика выполнения работы.

1. Щебень (гравий) фракций 5-10, 10-20 или 20-40 мм просеивают через стандартный набор сит. Щебень крупнее 40 мм предварительно дробят до фракции 10-20 и 20-40 мм. Для испытания из остатков на сите отбирают пробу массой не менее 0,5 кг для испытания в цилиндре с диаметром 75 мм или не менее 4 кг для испытания в цилиндре диаметром 150 мм.

2. Для определения марки щебня (гравия)по дробимости в цилиндре пробу помещают в цилиндр со съемным дном. Для испытания щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм из подготовленной пробы берут навеску 0,4 кг, а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – 3 кг.

3. Навеску щебня (гравия) насыпают с высоты 5 см в соответствующий цилиндр, разравнивают верхний уровень материала так, чтобы он примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. В случае, если верх плунжера не совпадает с краем цилиндра, удаляют или добавляют несколько зерен испытуемого заполнителя (масса этих зерен должна быть учтена в расчете).

4. Цилиндр устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса. Повышая усилие пресса со скоростью 1-2 кН/с, доводят его при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН (5 тс), а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – до 200 кН (20 тс).

5. После сжатия испытуемую пробу заполнителя высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем раздробленный в цилиндре щебень (гравий) просеивают через сито, диаметр отверстий которого зависит от размера испытуемой фракции.

Для фракции 5-10 мм размер отверстий сита 1,25 мм

10-20 мм 2,5 мм

20-40 мм 5 мм.

6. Остаток щебня (гравия) после просеивания на сите взвешивают и определяют показатель дробимости.

Испытания проводят 2 раза и показатель дробимости вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

7. Результаты заносят в таблицу 3.4.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.4.

Размер фрак-ции щебня (гравия), мм	Масса навески в цилиндре до испытания, кг m1	Размер от-верстия конт-рольного сита, мм	Масса оста-тка на сите после дроб-ления, кг m2	Показатель дробимости
d=75 мм	d=150 мм
5-10 10-20 20-40			1,25 2,5

Расчетная часть.

Вывод. По показателю дробимости в зависимости от вида породы устанавливаем марку по прочности щебня (см. приложение 2).

Испытание песка.

3.2.1. Определение зернового состава песка.

Теоретическая часть.

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения плотного бетона заданной марки при минимальном расходе цемента. В бетоне песок служит для заполнения пустот между зернами крупного заполнителя, в то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом.

С целью уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Лучшими являются крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц. Применение таких песков обеспечивает получение бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента.

Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера по частным и полным остаткам, а также модулем крупности, который вычисляют с точностью до 0,1.

(3.7)

где А_2,5 … А_0,16 – полные остатки на ситах, %.

Пески для строительных работ в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы: крупные, средние, мелкие и очень мелкие. Для каждой группы песков значение М_К и полный остаток на сите с сеткой №0,63 должны соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93 (см. приложение 4).

Приборы и материалы.

1. Набор стандартных сит с диаметром отверстий 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм.

2. Весы технические с разновесами.

3. Песок.

Методика выполнения работы.

1. Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску 1000 г и просеивают ручным или механическим способом через комплект сит, последовательно расположенных по мере уменьшения размера отверстий в ситах.

2. Просеивание считается законченным, если через сито на чистый лист бумаги за 1 мин проходит не более 0,1 % зерен песка от общей массы просеиваемой навески.

3. Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные остатки с точностью до 0,1 %. Затем с точностью до 0,1 % определяют полный остаток. Результаты заносят в лабораторный журнал.

4. По полученным данным подсчитывают значение модуля крупности песка.

5. Результаты испытаний заносим в таблицу 3.5.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.5.

Вывод.

3.2.2. Определение содержания в песке пылевидных частиц.

Теоретическая часть.

Пылевидные, илистые и глинистые частицы – вредные примеси в песке; они обволакивают зерна песка и препятствуют сцеплению их с цементным камнем. Кроме того, эти примеси повышают водопотребность бетонной смеси и приводят к снижению прочности и морозостойкости бетона.

Суммарное содержание в песке ПГИ частиц (примесей) определяют методом отмучивания, сущность которого состоит в том, что указанные частицы (размером менее 0,05 мм), будучи взмучены вместе с песком в воде, осаждаются значительно медленнее зерен песка и, благодаря этому, легко отделяются от него.

Содержание пылевидных, илистых и глинистых частиц вычисляют по формуле:

П_отм = ^. 100% (3.7)

г де m₁ – масса навески песка до отмучивания, кг;

m₂ – то же после отмучивания, кг.

Приборы и материалы.

1. Сосуд для отмучивания.

2. Стеклянная палочка.

3. Сушильный шкаф.

4. Песок.

5. Вода.

Методика выполнения работы.

1. Из пробы песка, высушенного до постоянной массы и просеянного через сито с отверстием d 5 мм, отвешивают 1000 г.

2. Высыпают в сосуд для отмучивания и заливают водой с таким расчетом, чтобы высота слоя над песком была около 200 мм. Песок выдерживают в воде около 2 часов, периодически помешивая его стеклянной палочкой.

3. По истечении 2 часов содержимое энергично перемешивают и оставляют на 2 минуты в покое, затем сливают мутную воду через два нижних сливных отверстия, оставляя слой воды над песком 30 мм. Песок промывают до тех пор, пока вода не станет прозрачной.

4. Промытую пробу высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в нем ПГИ частиц с точностью до 0,1% по формуле, указанной в теоретической части.

5. Результаты испытания заносим в табл. 3.6.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.6.

Наименование материала	Масса песка, кг	Содержание ПГИ,% ПГИ
до отмучивания, m1	после отмучивания, m2

Расчетная часть.

Вывод.

3.2.3. Определение содержания в песке органических примесей.

Теоретическая часть.

Наличие в песке органических примесей (гумусовых и др.) оказывает отрицательное воздействие на качество бетона, так как эти примеси вступают в реакцию со щелочами цементного камня с образованием органических кислот и тем самым снижают прочность бетона. Степень загрязненности песка органическими примесями определяют методом калориметрии.

Приборы и материалы.

1. Мерный цилиндр 250 мл.

2. 3%-ный раствор едкого натра (NaOH).

3. Эталон.

4. Песок.

Методика выполнения работы.

1. Для испытания берут навеску песка 250 г. Песок насыпают при легком постукивании в стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3%-ным раствором едкого натра (NaOH) до отметки 200 мл.

2. Содержимое энергично взбалтывают и оставляют на 24 часа в покое и по истечении этого срока сравнивают с цветом эталона. Эталон в свежеприготовленном виде имеет цвет крепкого чая.

3. Жидкость над песком может быть не окрашена или цвет ее светлее. Такой песок будет пригоден для приготовления бетона.

4. В том случае, когда окраска жидкости оказалась незначительно светлее эталона, содержимое мерного цилиндра подогревают в течении 2-3 часов на водяной бане при температуре 60-70 ⁰С и вновь сравнивают цвет жидкости с эталоном. Если цвет жидкости останется светлее эталона, значит, количество органических веществ не превышает допустимого значения.

5. При цвете жидкости темнее эталона необходимо выполнять специальное исследование для установления пригодности песка для приготовления бетона.

Вывод: устанавливается визуально.

Сводная таблица показателей качества исходных материалов

для бетона.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: